[发明专利]应用于CMOS图像传感器的新型实时插补算法

摘要

本发明涉及数字图像处理领域。为在算法复杂度不高的基础上，对像素边缘和通道相关度的判断更为精确，能得到更好的图像插补效果。且在硬件实现阶段，将数据的输入和输出设计为流水线形式以实现插补的实时性。本发明采取的技术方案是,应用于CMOS图像传感器的新型实时插补算法，包括如下步骤：红色、蓝色像素中缺失的绿色像素值的恢复：像素中缺失红色、蓝色像素值的恢复：红色、蓝色像素中缺失的蓝色、红色像素值的恢复：此两个像素分量的恢复采用的双线性方法，即R、B中缺失的B、R像素值分别由其最相邻的四个对角线上的四个B、R像素的平均值得到；本发明主要应用于数字图像处理。

主权项

一种应用于CMOS图像传感器的新型实时插补算法，其特征是，包括如下步骤：红色、蓝色像素中缺失的绿色像素值的恢复：(1)对于位于偶数行奇数列的R43G43＝R43+KR43                            (1‑1)KR43＝(KR33+KR53+KR42+KR44)/4            (1‑2)其中KR33＝G33‑R33＝G33‑(R23+R43)/2       (1‑3)KR53＝G53‑R53＝G53‑(R43+R63)/2           (1‑4)KR42＝G42‑R42＝G42‑(R41+R43)/2           (1‑5)KR44＝G44‑R44＝G44‑(R43+R45)/2           (1‑6)根据以上公式，首先对像素所处位置进行边缘判定，设：UP＝|R43‑R23|             DOWN＝|R63‑R43|LEFT＝|R41‑R43|           RIGHT＝|R45‑R43|1)若UP+DOWN＞LEFT+RIGHT则该像素位置在水平方向存在边界，根据(1‑1)，此时KR43只取水平方向的两个KR值：KR43＝(KR42+KR44)/2                      (1‑7)2)若UP+DOWN＜LEFT+RIGHT则该像素位置在垂直方向存在边界，根据(1‑1)，此时KR43只取垂直方向的两个KR值：KR43＝(KR33+KR53)/2                      (1‑8)3)若UP+DOWN＝LEFT+RIGHT则该像素位置附近不存在边界，KR43值即为(1‑1)；(2)对于位于奇数行偶数列的B34G34＝B34+KB34                            (1‑9)KB34＝(KB33+KB35+KB24+KB44)/4            (1‑10)其中KB33＝G33‑B33＝G33‑(B32+B34)/2       (1‑11)KB35＝G35‑B35＝G35‑(B34+B36)/2           (1‑12)KB24＝G24‑B24＝G24‑(B14+B34)/2           (1‑13)KB44＝G44‑B44＝G44‑(B34+B54)/2           (1‑14)根据以上公式，首先对像素所处位置进行边缘判定，设：UP＝|B14‑B34|         DOWN＝|B54‑B34|LEFT＝|B32‑B34|       RIGHT＝|B36‑B34|1)若UP+DOWN＞LEFT+RIGHT则该像素位置在水平方向存在边界，根据(1‑9)，此时KR43只取水平方向的两个KR值：KB34＝(KB33+KB35)/2                    (1‑15)2)若UP+DOWN＜LEFT+RIGHT则该像素位置在垂直方向存在边界，根据(1‑9)，此时KR43只取垂直方向的两个KR值：KB34＝(KB24+KB44)/2            (1‑16)3)若UP+DOWN＝LEFT+RIGHT则该像素位置附近不存在边界，KB34值即为(1‑9)；像素中缺失红色、蓝色像素值的恢复：对于当前绿色像素的红色和蓝色分量值的恢复采用相同的方法，以G33为例：(1)对于奇数行奇数列的绿色像素G33缺失的蓝色像素的恢复：B33＝G33‑KB33                  (1‑17)KB33＝(KB32+KB34)/2            (1‑18)KB32＝G32‑B32                  (1‑19)KB34＝G34‑B34                  (1‑20)其中G32＝(G31+G33+G22+G24)/4   (1‑21)G34＝(G33+G35+G24+G44)/4       (1‑22)(2)对于奇数行奇数列的绿色像素G33缺失的红色像素的恢复：R33＝G33‑KR33                  (1‑23)KR33＝(KR23+KR43)/2            (1‑24)KR23＝G23‑R23                  (1‑25)KR43＝G43‑R43                  (1‑26)其中G23＝(G13+G22+G24+G33)/4   (1‑27)G43＝(G33+G42+G44+G53)/4       (1‑28)红色、蓝色像素中缺失的蓝色、红色像素值的恢复：此两个像素分量的恢复采用的双线性方法，即R、B中缺失的B、R像素值分别由其最相邻的四个对角线上的四个B、R像素的平均值得到；1)对于位于偶数行奇数列的R23B23＝(B12+B14+B32+B34)/4       (1‑29)2)对于位于奇数行偶数列的B32R32＝(R21+R23+R41+R43)/4       (1‑30)其中R、G、B分别代表红、绿、蓝三个颜色的像素分量，KB和KR表示颜色通道间的相关性，角标代表其在Bayer图中对应的行和列。